การชดเชยทางแยกความเย็นของเทอร์โมคัปเปิ้ลคืออะไร

การชดเชยจุดเชื่อมต่อความเย็นของเทอร์โมคัปเปิลเป็นมาตรการแก้ไขทางเทคนิคที่ดำเนินการเพื่อกำจัดข้อผิดพลาดในการวัดอุณหภูมิที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อเย็น เนื่องจากศักย์เทอร์โมคัปเปิลของเทอร์โมคัปเปิลสัมพันธ์กับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างจุดเชื่อมต่อร้อนและเย็น และตารางการสอบเทียบจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อความเย็นที่ 0 องศา ในการใช้งานจริง อุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อเย็นจึงเป็นเรื่องยากที่จะรักษาให้คงที่ที่ 0 องศา เนื่องจากอิทธิพลของสภาพแวดล้อม ทำให้ค่าที่วัดได้เบี่ยงเบนไปจากอุณหภูมิที่แท้จริง จึงต้องมีการชดเชย

I. เหตุใดจึงจำเป็นต้องมีการชดเชย Cold Junction

เทอร์โมคัปเปิลทำงานตามผลของ Seebeck และศักย์เทอร์โมอิเล็กทริกเอาท์พุตจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อร้อนและเย็น

ครั้งที่สอง วิธีการและหลักการชดเชยจุดเชื่อมต่อความเย็นทั่วไป

1. วิธีอาบน้ำแข็ง

หลักการ: วางเทอร์โมคัปเปิลชุมทางเย็นลงในน้ำแข็ง-ส่วนผสมของน้ำ ทำให้ได้ T0=0 องศา ซึ่งช่วยลดอิทธิพลของความผันผวนของอุณหภูมิชุมทางเย็นได้โดยสิ้นเชิง

ข้อดี: มีความแม่นยำสูง เหมาะสำหรับการสอบเทียบในห้องปฏิบัติการ

ข้อเสีย: การทำงานยุ่งยาก ต้องเติมน้ำแข็งเป็นประจำ ไม่เหมาะกับสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม

สถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง: สถาบันมาตรวิทยา การสอบเทียบที่มีความแม่นยำสูง- การทดลองวิจัยทางวิทยาศาสตร์

2. วิธีการชดเชยลวด:

หลักการ: การใช้สายไฟราคาถูก (สายชดเชย) ที่มีลักษณะเทอร์โมอิเล็กทริกคล้ายกับเทอร์โมคัปเปิลเพื่อขยายจุดต่อเย็นไปยังห้องควบคุมอุณหภูมิ-หรือตู้เครื่องมือที่มีความเสถียร

ประเด็นสำคัญ:

ต้องจับคู่ประเภทเทอร์โมคัปเปิล (เช่น ประเภท KX สำหรับเทอร์โมคัปเปิลประเภท K)

อุณหภูมิจุดเชื่อมต่อต้องไม่เกิน 100 องศา มิฉะนั้นจะเกิดข้อผิดพลาดเพิ่มเติม

ข้อดี:

ต้นทุนต่ำ ติดตั้งง่าย ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการส่งข้อมูลทางอุตสาหกรรมระยะไกล-

3. วิธีการชดเชยสะพาน (วิธีสะพานที่ไม่สมดุล):

หลักการ: สะพานชดเชยที่ประกอบด้วยตัวต้านทานทองแดงและตัวต้านทานแมงกานินเชื่อมต่อแบบอนุกรมในวงจรการวัด สะพานได้รับการออกแบบให้มีความสมดุลตั้งแต่เริ่มแรกที่อุณหภูมิอ้างอิง (เช่น 20 องศา หรือ 25 องศา ) เมื่ออุณหภูมิจุดเชื่อมต่อเย็นเปลี่ยนแปลง ความต้านทานของตัวต้านทานทองแดงจะเปลี่ยนไปตามนั้น ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าชดเชย ∆V ซึ่งจะชดเชยการเปลี่ยนแปลงศักย์เทอร์โมอิเล็กทริก กระบวนการทำงาน: อุณหภูมิจุดแยกความเย็นเพิ่มขึ้น → ศักยภาพของเทอร์โมอิเล็กทริกลดลง → ความไม่สมดุลของสะพานทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าขาออกที่เป็นบวก → ศักยภาพของเครื่องมืออินพุตทั้งหมดยังคงมีเสถียรภาพ

ข้อดี: การชดเชยอัตโนมัติ โครงสร้างที่เรียบง่าย และปัจจุบันเป็นวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในงานอุตสาหกรรม

ความแม่นยำ: การชดเชยโดยประมาณ; ความแม่นยำในการชดเชยเทอร์โมคัปเปิลชนิด K- สามารถเข้าถึง ±0.025 องศา

4. วิธีการชดเชยซอฟต์แวร์ (การชดเชยดิจิทัล)

หลักการ: ไมโครโปรเซสเซอร์ใช้ในการรวบรวมอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อความเย็นแบบเรียลไทม์ (โดยปกติจะผ่าน Pt100 หรือเทอร์มิสเตอร์) คำนวณศักยภาพการชดเชย E(T0,0) ที่สอดคล้องกันจากตาราง และเพิ่มลงในศักยภาพที่วัดได้ E(T,T0) เพื่อให้ได้ E(T,0) รวมที่เท่ากัน เมื่อจุดเชื่อมต่อความเย็นอยู่ที่ 0 องศา สูตร:

E(T,0)=E(T,T0)+E(T0,0)

E(T,0)=E(T,T 0 )+E(T 0 ,0)

ข้อดี: มีความแม่นยำสูง มีความยืดหยุ่นสูง เหมาะสำหรับระบบดิจิทัล เช่น PLC, DCS และเครื่องมือควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะ

แนวโน้มการพัฒนา: เครื่องมืออัจฉริยะสมัยใหม่นำวิธีนี้มาใช้กันอย่างแพร่หลาย รวมกับเซ็นเซอร์อุณหภูมิจุดเชื่อมต่อเย็นเพื่อให้ได้การชดเชยอัตโนมัติเต็มรูปแบบ

5. วิธีการปรับจุดศูนย์ทางกลของเครื่องมือ

หลักการ: จุดศูนย์ทางกลไกของอุปกรณ์แสดงผลจะถูกปรับล่วงหน้า-ให้เป็นค่าอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อเย็นปัจจุบัน T0

เพื่อให้เครื่องมือระบุอุณหภูมิที่แท้จริงของจุดเชื่อมต่อความร้อนได้โดยตรง

ตัวอย่างการทำงาน: เมื่ออุณหภูมิห้องอยู่ที่ 25 องศา ให้ปรับตัวชี้ของเครื่องมือคอยล์เคลื่อนที่ไปที่ระดับ 25 องศา ไม่จำเป็นต้องมีวงจรชดเชยเพิ่มเติมในขณะนี้

ข้อจำกัด: ใช้ได้กับสถานการณ์ที่อุณหภูมิจุดเชื่อมต่อความเย็นคงที่และคงที่เท่านั้น จำเป็นต้องปรับใหม่หลังจากอุณหภูมิผันผวน

III. คำแนะนำและข้อควรระวังในการคัดเลือกอุตสาหกรรม

ข้อควรระวัง:

จุดต่อความเย็นควรเก็บให้ห่างจากแหล่งความร้อนเพื่อหลีกเลี่ยงความผันผวนของอุณหภูมิอย่างรุนแรง

จุดเชื่อมต่อทั้งหมดจะต้องปลอดภัยและเชื่อถือได้ เพื่อป้องกันไม่ให้ความต้านทานการสัมผัสเกิดข้อผิดพลาด

ปรับเทียบระบบการวัดอุณหภูมิทั้งหมดเป็นประจำเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการชดเชย